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化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)與原理
》學(xué)問(wèn)點(diǎn)總結(jié)第一章
化學(xué)反應(yīng)與能量一、焓變、反應(yīng)熱
1.反應(yīng)熱:肯定條件下,肯定物質(zhì)的量的反應(yīng)物之間完全反應(yīng)所放出或汲取的熱量
2.焓變(ΔH)的意義:在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(1).符號(hào):
△H
(2).單位:kJ/mol
3.產(chǎn)生緣由:化學(xué)鍵斷裂——吸熱
化學(xué)鍵形成——放熱
4、放熱反應(yīng):放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。(放熱>吸熱)△H
為“—”或△H
<0
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能反應(yīng)物總能量>生成物總能量斷裂化學(xué)鍵汲取的總能量<形成化學(xué)鍵放出的總能量吸熱反應(yīng):汲取熱量的化學(xué)反應(yīng)。(吸熱>放熱)△H
為“+”或△H
>0
熱能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能反應(yīng)物總能量<生成物總能量斷裂化學(xué)鍵汲取的總能量>形成化學(xué)鍵放出的總能量常見(jiàn)的放熱反應(yīng):①
全部的燃燒反應(yīng)②
酸堿中和反應(yīng)③
大多數(shù)的化合反應(yīng)④
金屬與酸的反應(yīng)⑤
生石灰和水反應(yīng)⑥
濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等⑦鋁熱反應(yīng)
常見(jiàn)的吸熱反應(yīng):①
晶體Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)②
大多數(shù)的分解反應(yīng)③
以H2、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng)④
銨鹽溶解等
二、熱化學(xué)方程式
書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式留意要點(diǎn):
1、熱化學(xué)方程式必需標(biāo)出能量變更。
2、熱化學(xué)方程式中必需標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(s、l、g分別表示固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài),水溶液中溶質(zhì)用aq表示)
3、熱化學(xué)反應(yīng)方程式要指明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。
4、熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)
5、各物質(zhì)系數(shù)加倍,△H加倍;反應(yīng)逆向進(jìn)行,△H變更符號(hào),數(shù)值不變
6、△H的單位為kJ/mol7、不標(biāo)氣體或沉淀符號(hào)三、燃燒熱
1.概念:25
℃,101
kPa時(shí),1
mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。
留意以下幾點(diǎn):
(1)反應(yīng)條件:25
℃、101
kPa
(2)反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。C—CO2(g)H—H2O(l)S—SO2(g)(3)燃燒物的物質(zhì)的量:1
mol(4)探討內(nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)(5)計(jì)算Q放=n(可燃物)X△H△H=—Q放/n(可燃物)四、中和熱
1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol
H2O放出的熱量叫中和熱。
2.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是H+和OH-反應(yīng),其熱化學(xué)方程為:
H+(aq)
+OH-(aq)
=H2O(l)
ΔH=-57.3kJ/mol
3.弱酸或弱堿電離要汲取熱量,所以它們參與中和反應(yīng)時(shí)的中和熱小于57.3kJ/mol。
4.中和熱的測(cè)定試驗(yàn)
五、蓋斯定律
內(nèi)容:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與詳細(xì)反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān),假如一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的。
六、化石能源:煤、石油、自然氣(不行再生)能源新能源:太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能等(可以再生)七、反應(yīng)熱大小比較:帶符號(hào)比較物質(zhì)的穩(wěn)定性與能量的關(guān)系:能量越高,物質(zhì)越不穩(wěn)定其次章
化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡一、化學(xué)反應(yīng)速率
1.
化學(xué)反應(yīng)速率(v)
⑴
定義:用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢,單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的削減或生成物濃度的增加⑵
表示方法:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)濃度的削減或生成物濃度的增加來(lái)表示
⑶
計(jì)算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:濃度變更,Δt:時(shí)間)單位:mol/(L·s)留意:①化學(xué)反應(yīng)速率不能用固體或液體的濃度變更量來(lái)表示②為平均速率而不是瞬時(shí)速率③化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比⑷
影響因素:內(nèi)因:反應(yīng)物的性質(zhì)(確定因素)
外因:濃度:
其他條件相同時(shí),增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大,減小反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率減小。壓強(qiáng):對(duì)有氣體參與的反應(yīng)恒溫時(shí):增大壓強(qiáng),體積縮小,反應(yīng)速率增大恒溫恒容時(shí):充入反應(yīng)氣體→該物質(zhì)濃度增大→反應(yīng)速率增大充入惰性氣體→總壓增大,但是各分壓不變,各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變C、恒溫恒壓時(shí):
充入惰性氣體→體積增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減小
留意:參與反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體,由于壓強(qiáng)的變更對(duì)濃度幾乎無(wú)影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。
溫度:其他條件相同時(shí),上升溫度反應(yīng)速率增大,降低溫度反應(yīng)速率減小二、化學(xué)平衡
1.定義:
化學(xué)平衡狀態(tài):肯定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正逆反應(yīng)速率相等時(shí),更組成成分濃度不再變更,達(dá)到表面上靜止的一種“平衡”,這就是這個(gè)反應(yīng)所能達(dá)到的限度即化學(xué)平衡狀態(tài)。
2、化學(xué)平衡的特征
逆(探討前提是可逆反應(yīng))
等(同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等)
動(dòng)(動(dòng)態(tài)平衡)
定(各物質(zhì)的濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定)變(條件變更,平衡發(fā)生變更)
3、推斷平衡的依據(jù)
推斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)
例舉反應(yīng)
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
(1)混合物體系中各成分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)肯定平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)肯定平衡
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)肯定
平衡
④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量肯定,不肯定平衡(2)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系
①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m
molA同時(shí)生成m
molA,即V(正)=V(逆)
平衡
②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n
molB同時(shí)消耗了p
molC,則V(正)=V(逆)
平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不肯定等于V(逆)
不肯定平衡
④在單位時(shí)間內(nèi)生成n
molB,同時(shí)消耗了q
molD,因均指V(逆)
不肯定平衡(3)
壓強(qiáng)
①m+n≠p+q時(shí),總壓力肯定(其他條件肯定)
平衡
②m+n=p+q時(shí),總壓力肯定(其他條件肯定)
不肯定平衡
(4)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量Mr
①M(fèi)r肯定時(shí),只有當(dāng)m+n≠p+q時(shí),
平衡
②Mr肯定時(shí),但m+n=p+q時(shí),
不肯定平衡
(5)溫度
任何反應(yīng)都伴隨著能量變更,當(dāng)體系溫度肯定時(shí)(其他不變)平衡
(6)體系的密度
密度肯定,不肯定平衡
(7)其他
如體系顏色不再變更等
平衡
(二)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素
1、濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響(1)影響規(guī)律:在其他條件不變的狀況下,增大反應(yīng)物的濃度或削減生成物的濃度,都可以使平衡向正方向移動(dòng);增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度,都可以使平衡向逆方向移動(dòng)
(2)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以平衡不移動(dòng)
(3)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),假如稀釋溶液,反應(yīng)物濃度減小,生成物濃度也減小,
V正減小,V逆也減小,但是減小的程度不同,總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大的方向移動(dòng)。
2、溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響
影響規(guī)律:在其他條件不變的狀況下,溫度上升會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),溫度降低會(huì)使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
3、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響
影響規(guī)律:其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著體積縮小方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著體積增大方向移動(dòng)。留意:(1)變更壓強(qiáng)不能使無(wú)氣態(tài)物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)
(2)氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律相像
4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響:由于運(yùn)用催化劑對(duì)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率影響的程度是等同的,所以平衡不移動(dòng)。但運(yùn)用催化劑可以影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間。
5.勒夏特列原理(平衡移動(dòng)原理):假如變更影響平衡的條件之一(如溫度,壓強(qiáng),濃度),平衡向著能夠減弱這種變更的方向移動(dòng)。
三、化學(xué)平衡常數(shù)
定義:在肯定溫度下,當(dāng)一個(gè)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。
符號(hào):K(三)運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)K應(yīng)留意的問(wèn)題:
1、表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度是平衡時(shí)的濃度
2、K只與溫度(T)有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)。
3、反應(yīng)物或生產(chǎn)物中有固體或純液體存在時(shí),由于其濃度是固定不變的,可以看做是“1”而不代入公式。
4、稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如有水參與,水的濃度不必寫(xiě)在平衡關(guān)系式中。
(三)化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用:
1、推斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度K值越大,說(shuō)明平衡時(shí)生成物的濃度越大,它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高。反之,則相反。
一般地,K>105時(shí),該反應(yīng)就進(jìn)行得基本完全了。
2、推斷平衡移動(dòng)的方向可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn),推斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時(shí)向何方進(jìn)行建立平衡。(Q:濃度積)
Q〈K:反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;Q=K:反應(yīng)處于平衡狀態(tài);
Q〉K:反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
3、推斷反應(yīng)的熱效應(yīng)
若溫度上升,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
若溫度上升,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
四、等效平衡
1、概念:在肯定條件下(定溫、定容或定溫、定壓),只是起始加入狀況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,任何相同組分的百分含量均相同,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。
2、分類
(1)定溫,定容條件下的等效平衡
第一類:對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)變更的可逆反應(yīng):必需要保證化學(xué)計(jì)量數(shù)之比與原來(lái)相同;同時(shí)必需保證平衡式左右兩邊同一邊的物質(zhì)的量與原來(lái)相同。
其次類:對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng):只要反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比例與原來(lái)相同即可視為二者等效。
(2)定溫,定壓的等效平衡
:只要保證可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相同即可視為等效平衡。
五、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
1、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向:
(1)熵:物質(zhì)的一個(gè)狀態(tài)函數(shù),用來(lái)描述體系的混亂度,符號(hào)為S,
單位:J?mol-1?K-1
(2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序,導(dǎo)致體系的熵增加,這叫做熵增加原理,也是反應(yīng)方向推斷的依據(jù)。.
(3)同一物質(zhì),在氣態(tài)時(shí)熵值最大,液態(tài)時(shí)次之,固態(tài)時(shí)最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)
2、反應(yīng)方向推斷依據(jù)
在溫度、壓強(qiáng)肯定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的推斷依據(jù)為:
ΔH-TΔS〈0
反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行ΔH-TΔS〉0
反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
留意:(1)ΔH為負(fù),ΔS為正時(shí),任何溫度反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行
(2)ΔH為正,ΔS為負(fù)時(shí),任何溫度反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行第三章水溶液中的離子平衡一、弱電解質(zhì)的電離
1、定義:電解質(zhì):在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。
非電解質(zhì):在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。強(qiáng)電解質(zhì):在水溶液中完全電離的電解質(zhì)。如:強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,大多數(shù)鹽(包括可溶性鹽及難溶性鹽)弱電解質(zhì):在水溶液中部分電離的電解質(zhì)。如:弱酸,弱堿,水,兩性物質(zhì),極少數(shù)鹽2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)本質(zhì)區(qū)分:電解質(zhì)——離子化合物或共價(jià)化合物非電解質(zhì)——共價(jià)化合物留意:①電解質(zhì)、非電解質(zhì)都是化合物②SO2、NH3、CO2等屬于非電解質(zhì)③強(qiáng)電解質(zhì)不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部電離,故BaSO4為強(qiáng)電解質(zhì))——電解質(zhì)的強(qiáng)弱與導(dǎo)電性、溶解性無(wú)關(guān)。3、電離平衡:在肯定的條件下,弱電解質(zhì)分子在溶液中電離成離子的速率和離子結(jié)合成分子的速率相等,電離過(guò)程就達(dá)到了平衡狀態(tài),這叫電離平衡。4、影響電離平衡的因素:(1)內(nèi)因:電解質(zhì)本身的性質(zhì)(2)外因:A、溫度:電離一般吸熱,升溫有利于電離。B、濃度:濃度越大,電離程度越小;溶液稀釋時(shí),電離平衡向著電離的方向移動(dòng)。C、同離子效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液里加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的電解質(zhì),會(huì)減弱電離。D、其他外加試劑:加入能與弱電解質(zhì)的電離產(chǎn)生的某種離子反應(yīng)的物質(zhì)時(shí),有利于電離。5、電離方程式的書(shū)寫(xiě):(1)強(qiáng)電解質(zhì)完全電離,在書(shū)寫(xiě)電離方程式時(shí),用“=”(2)弱電解質(zhì)部分電離,在書(shū)寫(xiě)電離方程式時(shí),用“”①一元弱酸、弱堿一步電離②多元弱酸分步電離,必需分步寫(xiě)出,不行合并(其中以第一步電離為主)③多元弱堿分步電離(較困難),在中學(xué)階段要求一步寫(xiě)出④兩性氫氧化物按兩種方式電離6、電離常數(shù):在肯定條件下,弱電解質(zhì)在達(dá)到電離平衡時(shí),溶液中電離所生成的各種離子濃度的冪之積,跟溶液中未電離的分子濃度的比是一個(gè)常數(shù)。叫做電離平衡常數(shù),(一般用Ka表示酸,Kb表示堿。)表示方法:ABA++B-K=c(A+)c(B-)/c(AB)7、影響因素:a、電離常數(shù)K只與電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),對(duì)同一弱電解質(zhì),溫度肯定,電離常數(shù)肯定;溫度上升,電離常數(shù)增大。b、同一溫度下,不同弱酸,電離常數(shù)越大,其電離程度越大,酸性越強(qiáng)。如:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO二、水的電離和溶液的酸堿性1、水電離平衡::水的離子積:KW=c(H+)·c(OH-)25℃時(shí),c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L;KW=c(H+)·c(OH-)=1x10-14留意:KW只與溫度有關(guān),溫度肯定,則KW值肯定;溫度越高,KW越大。KW不僅適用于純水,適用于任何溶液(酸、堿、鹽)2、水電離特點(diǎn):(1)可逆(2)吸熱(3)極弱3、影響水電離平衡的外界因素: ①酸、堿:抑制水的電離,KW不變②溫度:上升溫度,促進(jìn)水的電離(水的電離是吸熱的),KW增大③加活潑金屬如Na:促進(jìn)水的電離,KW不變4、溶液的酸堿性與c(H+)和c(OH-)的關(guān)系推斷溶液的酸堿性的依據(jù)是c(H+)和c(OH-)的大小酸性溶液:c(H+)>c(OH-)中性溶液:c(H+)=c(OH-)堿性溶液:c(H+)<c(OH-)5、溶液的酸堿性和pH的關(guān)系:(1)pH=-lgc[H+](2)pH和溶液的酸堿性的關(guān)系:室溫下,酸性溶液:c(H+)>10-7mol/L,pH<7中性溶液:c(H+)=10-7mol/L,pH=7堿性溶液:c(H+)<10-7mol/L,pH>7(3)pH的測(cè)定方法:①酸堿指示劑:甲基橙、石蕊、酚酞變色范圍:甲基橙3.1~4.4(橙色)石蕊5.0~8.0(紫色)酚酞8.2~10.0(淺紅色)②pH試紙:操作:將一塊pH試紙放在干凈、干燥的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待測(cè)液體點(diǎn)在試紙的中心,試紙變色后,立刻與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比即可。留意:①事先不能用水潮濕PH試紙;②廣泛pH試紙只能讀取整數(shù)值或范圍三、混合液的pH值計(jì)算方法公式1、強(qiáng)酸與強(qiáng)酸的混合:c(H+)混=[c(H+)1V1+c(H+)2V2]/(V1+V2)2、強(qiáng)堿與強(qiáng)堿的混合:c(OH-)混=[c(OH-)1V1+c(OH-)2V2[/(V1+V2)3、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的混合:先據(jù)H++OH-==H2O計(jì)算余下的H+或OH-,H+有余,則用余下的H+數(shù)除以溶液總體積求c(H+)混;OH-有余,則用余下的OH-數(shù)除以溶液總體積求c(OH-)混,再求其它四、稀釋過(guò)程溶液pH值的變更規(guī)律:1、強(qiáng)酸溶液pH=a:稀釋10n倍時(shí),pH=a+n(但始終不能大于或等于7)2、弱酸溶液pH=a:稀釋10n倍時(shí),pH〈a+n(但始終不能大于或等于7)3、強(qiáng)堿溶液pH=b:稀釋10n倍時(shí),pH=b-n(但始終不能小于或等于7)4、弱堿溶液pH=a:稀釋10n倍時(shí),pH〉b-n(但始終不能小于或等于7)5、不論任何溶液,稀釋時(shí)pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液無(wú)限稀釋后pH均接近76、稀釋時(shí),弱酸、弱堿和水解的鹽溶液的pH變更得慢,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿變更得快。五、強(qiáng)酸(pH1)強(qiáng)堿(pH2)混和計(jì)算規(guī)律1、若等體積混合pH1+pH2=14則溶液顯中性pH=7pH1+pH2≥15則溶液顯堿性pH>7pH1+pH2≤13則溶液顯酸性pH<72、若混合后顯中性pH1+pH2=14V酸:V堿=1:1pH1+pH2≠14V酸:V堿=10pH1+pH2-14六、酸堿中和滴定:1、中和滴定的原理實(shí)質(zhì):H++OH—=H2O即酸能供應(yīng)的H+和堿能供應(yīng)的OH-物質(zhì)的量相等。2、中和滴定的操作過(guò)程:(1)①滴定管的刻度,O刻度在上,往下刻度標(biāo)數(shù)越來(lái)越大,全部容積大于它的最大刻度值,因?yàn)橄露擞幸徊糠譀](méi)有刻度。滴定時(shí),所用溶液不得超過(guò)最低刻度,不得一次滴定運(yùn)用兩滴定管酸(或堿),也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以讀到小數(shù)點(diǎn)后一位。(2)藥品:標(biāo)準(zhǔn)液;待測(cè)液;指示劑。(3)打算過(guò)程:檢漏、洗滌、潤(rùn)洗、裝液、趕氣泡、調(diào)液面。(洗滌:用洗液洗→檢漏:滴定管是否漏水→用水洗→用標(biāo)準(zhǔn)液洗(或待測(cè)液洗)→裝溶液→排氣泡→調(diào)液面→記數(shù)據(jù)V(始)(4)試驗(yàn)過(guò)程3、酸堿中和滴定的誤差分析七、鹽類的水解(只有可溶于水的鹽才水解)1、鹽類水解:在水溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。2、水解的實(shí)質(zhì):水溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H+或OH-結(jié)合,破壞水的電離,是平衡向右移動(dòng),促進(jìn)水的電離。3、鹽類水解規(guī)律:①有弱才水解,無(wú)弱不水解,越弱越水解;誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,兩弱都水解,同強(qiáng)顯中性。②多元弱酸根,濃度相同時(shí)正酸根比酸式酸根水解程度大,堿性更強(qiáng)。(如Na2CO3>NaHCO3)4、鹽類水解的特點(diǎn):(1)可逆(與中和反應(yīng)互逆)(2)程度?。?)吸熱5、影響鹽類水解的外界因素:①溫度:溫度越高水解程度越大(水解吸熱,越熱越水解)②濃度:濃度越小,水解程度越大(越稀越水解)③酸堿:促進(jìn)或抑制鹽的水解(H+促進(jìn)陰離子水解而抑制陽(yáng)離子水解;OH-促進(jìn)陽(yáng)離子水解而抑制陰離子水解)6、酸式鹽溶液的酸堿性:①只電離不水解:如HSO4-顯酸性②電離程度>水解程度,顯酸性(如:HSO3-、H2PO4-)③水解程度>電離程度,顯堿性(如:HCO3-、HS-、HPO42-)7、雙水解反應(yīng):(1)構(gòu)成鹽的陰陽(yáng)離子均能發(fā)生水解的反應(yīng)。雙水解反應(yīng)相互促進(jìn),水解程度較大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。(2)常見(jiàn)的雙水解反應(yīng)完全的為:Fe3+、Al3+與AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-與NH4+;CO32-(HCO3-)與NH4+其特點(diǎn)是相互水解成沉淀或氣體。雙水解完全的離子方程式配平依據(jù)是兩邊電荷平衡8、鹽類水解的應(yīng)用:水解的應(yīng)用實(shí)例原理1、凈水明礬凈水Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+△2、去油污△用熱堿水冼油污物品CO32-+H2OHCO3-+OH-3、鹽溶液的配制①配制FeCl3溶液時(shí)常加入少量鹽酸Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+②配制Na2CO3溶液時(shí)常加入少量NaOHCO32-+H2OHCO3-+OH-△△4、制備無(wú)水鹽△△由MgCl2·6H2O制無(wú)水MgCl2在HCl氣流中加熱若不然,則:MgCl2·6H2OMg(OH)2+2HCl+4H2OMg(OH)2MgO+H2O5、泡沫滅火器用Al2(SO4)3與NaHCO3溶液混合Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑6、比較鹽溶液中離子濃度的大小比較NH4Cl溶液中離子濃度的大小NH4++H2ONH3·H2O+H+c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH)-9、水解平衡常數(shù)(Kh)對(duì)于強(qiáng)堿弱酸鹽:Kh=Kw/Ka(Kw為該溫度下水的離子積,Ka為該條件下該弱酸根形成的弱酸的電離平衡常數(shù))對(duì)于強(qiáng)酸弱堿鹽:Kh=Kw/Kb(Kw為該溫度下水的離子積,Kb為該條件下該弱堿根形成的弱堿的電離平衡常數(shù))電離、水解方程式的書(shū)寫(xiě)原則1、多元弱酸(多元弱酸鹽)的電離(水解)的書(shū)寫(xiě)原則:分步書(shū)寫(xiě)留意:不管是水解還是電離,都確定于第一步,其次步一般相當(dāng)微弱。2、多元弱堿(多元弱堿鹽)的電離(水解)書(shū)寫(xiě)原則:一步書(shū)寫(xiě)八、溶液中微粒濃度的大小比較基本原則:抓住溶液中微粒濃度必需滿意的三種守恒關(guān)系:電荷守恒:任何溶液均顯電中性,陽(yáng)離子所帶的總電荷數(shù)=陰離子所帶的總電荷數(shù)②物料守恒:(即原子個(gè)數(shù)守恒或質(zhì)量守恒)指一個(gè)平衡體系中,某一組分的總濃度肯定等于它所電離或水解成的各種粒子的平衡濃度之和③質(zhì)子守恒:即水電離出的H+濃度與OH-濃度相等。九、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡的一些常見(jiàn)學(xué)問(wèn)(1)溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱難溶電解質(zhì)。(2)反應(yīng)后離子濃度降至1*10-5以下的反應(yīng)為完全反應(yīng)。如酸堿中和時(shí)[H+]降至10-7mol/L<10-5mol/L,故為完全反應(yīng),用“=”,常見(jiàn)的難溶物在水中的離子濃度均遠(yuǎn)低于10-5mol/L,故均用“=”。(3)難溶并非不溶,任何難溶物在水中均存在溶解平衡。(4)駕馭三種微溶物質(zhì):CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO4(5)溶解平衡常為吸熱,但Ca(OH)2為放熱,升溫其溶解度削減。(6)溶解平衡存在的前提是:必需存在沉淀,否則不存在平衡。2、溶解平衡方程式的書(shū)寫(xiě)留意在沉淀后用(s)標(biāo)明狀態(tài),并用“”。如:Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)3、沉淀生成的三種主要方式(1)加沉淀劑法:Ksp越?。闯恋碓诫y溶),沉淀越完全;沉淀劑過(guò)量能使沉淀更完全。(2)調(diào)pH值除某些易水解的金屬陽(yáng)離子:如加MgO除去MgCl2溶液中FeCl3。4、沉淀的溶解:沉淀的溶解就是使溶解平衡正向移動(dòng)。常采納的方法有:①酸堿;②氧化還原;③沉淀轉(zhuǎn)化。5、沉淀的轉(zhuǎn)化:溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度更小的。如:AgNO3AgCl(白色沉淀)AgBr(淡黃色)AgI(黃色)Ag2S(黑色)6、溶度積(KSP)1、定義:在肯定條件下,難溶電解質(zhì)電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。2、表達(dá)式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)KSP=[c(An+)]m?[c(Bm-)]n3、影響因素:外因:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動(dòng)。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。4、溶度積規(guī)則QC(離子積)〉KSP有沉淀析出QC=KSP平衡狀態(tài)QC〈KSP飽和,接著溶解第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池原電池:1、概念:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。2、組成條件:①兩個(gè)活潑性不同的電極②電解質(zhì)溶液③電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路④能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)3、電子流向:外電路:負(fù)極——導(dǎo)線——正極內(nèi)電路:鹽橋中陰離子移向負(fù)極的電解質(zhì)溶液,鹽橋中陽(yáng)離子移向正極的電解質(zhì)溶液。4、電極反應(yīng):以鋅銅原電池為例:負(fù)極:氧化反應(yīng):Zn-2e=Zn2+(較活潑金屬)正極:還原反應(yīng):2H++2e=H2↑(較不活潑金屬)總反應(yīng)式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、負(fù)極的推斷:(1)從電極材料:一般較活潑金屬為負(fù)極;或金屬為負(fù)極,非金屬為正極。(2)從電子的流淌方向:負(fù)極流入正極(3)從電流方向:正極流入負(fù)極(4)依據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動(dòng)方向:陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極(5)依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象:①溶解的一極為負(fù)極②增重或有氣泡一極為正極其次節(jié)化學(xué)電池1、化學(xué)電池:借助于化學(xué)能干脆轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置2、化學(xué)電池的分類:一次電池、二次電池、燃料電池一、一次電池1、常見(jiàn)一次電池:堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等二、二次電池1、二次電池:放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生,可以多次重復(fù)運(yùn)用,又叫充電電池或蓄電池。2、電極反應(yīng):鉛蓄電池放電:負(fù)極(鉛):Pb+-2e=PbSO4↓正極(氧化鉛):PbO2+4H+++2e=PbSO4↓+2H2O充電:陰極:PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++放電充電陽(yáng)極:PbSO4+2e=Pb+放電充電兩式可以寫(xiě)成一個(gè)可逆反應(yīng):PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4↓+2H2O3、目前已開(kāi)發(fā)出新型蓄電池:銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池三、燃料電池1、燃料電池:是使燃料與氧化劑反應(yīng)干脆產(chǎn)生電流的一種原電池2、電極反應(yīng):一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同,可依據(jù)燃燒反應(yīng)寫(xiě)出總的電池反應(yīng),但不注明反應(yīng)的條件。,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),不過(guò)要留意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例,鉑為正、負(fù)極,介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。
當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí):
負(fù)極:2H2-4e-=4H+正極:O2+4e-+4H+=2H2O當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時(shí):
負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑。電極反應(yīng)式為:負(fù)極:CH4+10OH--8e-=+7H2O;正極:4H2O+2O2+8e=8OH。電池總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O3、燃料電池的優(yōu)點(diǎn):能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運(yùn)行噪音低四、廢棄電池的處理:回收利用第三節(jié)電解池一、電解原理1、電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置也叫電解槽構(gòu)成條件:電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)兩個(gè)電極形成閉合回路2、電解:電流(外加直流電)通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過(guò)程3、放電:當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí),失去或獲得電子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程4、電子流向:(電源)負(fù)極—(電解池)陰極—(離子定向運(yùn)動(dòng))電解質(zhì)溶液—(電解池)陽(yáng)極—(電源)正極5、電極名稱及反應(yīng):陽(yáng)極:與直流電源的正極相連的電極,發(fā)生氧化反應(yīng)陰極:與直流電源的負(fù)極相連的電極,發(fā)生還原反應(yīng)6、電解CuCl2溶液的電極反應(yīng):陽(yáng)極:2Cl--2e-=Cl2(氧化)陰極:Cu2++2e-=Cu(還原)電解電解總反應(yīng)式CuCl2=Cu+Cl2↑7、電解本質(zhì):電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程,就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程規(guī)律總結(jié):電解反應(yīng)離子方程式書(shū)寫(xiě):放電依次:陽(yáng)離子放電依次:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陰離子的放電依次:是惰性電極時(shí):S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子>F-是活性電極時(shí):電極本身溶解放電留意先要看電極材料,是惰性電極還是活性電極,若陽(yáng)極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬,則陽(yáng)極反應(yīng)為電極材料失去電子,變成離子進(jìn)入溶液;若為惰性材料,則依據(jù)陰陽(yáng)離子的放電依次,依據(jù)陽(yáng)氧陰還的規(guī)律來(lái)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。電解質(zhì)水溶液點(diǎn)解產(chǎn)物的規(guī)律類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解電解質(zhì)型
電解質(zhì)電離出的陰陽(yáng)離子分別在兩極放電HCl
電解質(zhì)
減小
增大
HClCuCl2---
CuCl2放H2生成堿型陰極:水放H2生堿陽(yáng)極:電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)
增大
HCl放氧生酸型陰極:電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極:水放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)
減小氧化銅電解水型陰極:4H++4e-==2H2↑陽(yáng)極:4OH--4e-==O2↑+2H2ONaOH
水
增大
增大水H2SO4
減小Na2SO4
不變上述四種類型電解質(zhì)分類:(1)電解水型:含氧酸,強(qiáng)堿,活潑金屬的含氧酸鹽(2)電解電解質(zhì)型:無(wú)氧酸(除HF外),不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(除氟化物外)(3)放氫生堿型:活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(除氟化物外)(4)放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽二、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣2、電鍍:應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法電極、電解質(zhì)溶液的選擇:陽(yáng)極:鍍層金屬,失去電子,成為離子進(jìn)入溶液M—ne-==Mn+陰極:待鍍金屬(鍍件):溶液中的金屬離子得到電子,成為金屬原子,附著在金屬表面Mn++ne-==M電解質(zhì)溶液:含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液(1)鍍銅反應(yīng)原理陽(yáng)極(純銅):Cu-2e-=Cu2+,陰極(鍍件):Cu2++2e-=Cu,電解液:可溶性銅鹽溶液,如CuSO4溶液(2)、銅的精煉陽(yáng)極:粗銅;陰極:純銅電解質(zhì)溶液:硫酸銅3、電冶金(1)、電冶金:使礦石中的金屬陽(yáng)離子獲得電子,從它們的化合物中還原出來(lái)用于冶煉活潑金屬,如鈉、鎂、鈣、鋁電解(2)、電解氯化鈉:電解通電前,氯化鈉高溫下熔融:NaCl(熔融)==Na++Cl-通直流電后:陽(yáng)極:2Na++2e-==2Na陰極:2Cl--2e-==Cl2↑規(guī)律總結(jié):原電池、電解池、電鍍池的推斷規(guī)律
(1)若無(wú)外接電源,又具備組成原電池的三個(gè)條件。有活潑性不同的兩個(gè)電極;兩極用導(dǎo)線相互連接成干脆插入連通的電解質(zhì)溶液里;較活潑金屬與電解質(zhì)溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)(有時(shí)是與水電離產(chǎn)生的H+作用),只要同時(shí)具備這三個(gè)條件即為原電池。(2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,則可能是電解池或電鍍池;當(dāng)陰極為金屬,陽(yáng)極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬離子屬同種元素時(shí),則為電鍍池。(3)若多個(gè)單池相互串聯(lián),又有外接電源時(shí),則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無(wú)外接電源時(shí),先選較活潑金屬電極為原電池的負(fù)極(電子輸出極),有關(guān)裝置為原電池,其余為電鍍池或電解池。原電池,電解池,電鍍池的比較性質(zhì)類別原電池電解池電鍍池定義(裝置特點(diǎn))將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一側(cè)層其他金屬反應(yīng)特征自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)裝置特征無(wú)電源,兩級(jí)材料不同有電源,兩級(jí)材料可同可不同有電源形成條件活動(dòng)性不同的兩極電解質(zhì)溶液形成閉合回路兩電極連接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路1鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接負(fù)極;2電鍍液必需含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極:較活潑金屬正極:較不活潑金屬(能導(dǎo)電非金屬)陽(yáng)極:與電源正極相連陰極:與電源負(fù)極相連名稱同電解,但有限制條件陽(yáng)極:必需是鍍層金屬陰極:鍍件電極反應(yīng)負(fù)極:氧化反應(yīng),金屬失去電子正極:還原反應(yīng),溶液中的陽(yáng)離子的電子或者氧氣得電子(吸氧腐蝕)陽(yáng)極:氧化反應(yīng),溶液中的陰離子失去電子,或電極金屬失電子陰極:還原反應(yīng),溶液中的陽(yáng)離子得到電子陽(yáng)極:金屬電極失去電子陰極:電鍍液中陽(yáng)離子得到電子電子流向負(fù)極→正極電源負(fù)極→陰極電源正極→陽(yáng)極同電解池溶液中帶電粒子的移動(dòng)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)
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